仿生材料兼具隐身和保护功能，问世

近日，中国科技大学俞书宏院士团队制作了一种结构功能一体化的仿珍珠母复合材料。这种复合材料不仅具有独特的颜色可调性和优异的透波性，而且具有轻量化、高韧性、高耐磨性和优异的抗冲击性。这项研究为开发兼顾隐形和保护性能的仿生材料提供了新的思路。《先进材料》发表了相关研究成果。

现代工业对防护结构材料的设计提出了多维性能要求。在促进轻量化的同时，必须兼顾优异的机械性能，并根据不同的应用领域具有特殊的功能。例如，通信设备的外部保护壳应兼顾优异的机械性能和优异的透波性能;军用设备的保护系统要求在保证机械性能的基础上实现光学伪装功能。

自然界中的生物盔甲不仅可以通过相应的设计策略保持防御所需的机械强度，还可以实现与周围环境色度相匹配的伪装效果。其中，珍珠母亲以其精密的多级微观结构展现出远超主要成分的冲击韧性，为人工材料设计提供了重要的仿生启发。然而，如何有效地将这种自然结构设计应用到建筑材料系统中，特别是在力学性能优异的前提下实现功能集成仍然是一个亟待解决的瓶颈。

研究小组提出了一种双氧化物界面设计策略，新的仿珍珠母氧化铝陶瓷基复合材料是通过自挥发组装和高温烧结制成的。通过建立氧化铝设计策略μM片间的矿物桥结构，显著提高了机械强度和韧性，同时采用固相反应调节装配。μm片界面化学成分可控上色。结果表明，这种仿生复合材料的冲击韧性是商用氧化铝陶瓷的3倍以上;其吸收的冲击能量是商用氧化铝陶瓷的4倍以上。

此外，根据珍珠母亲结构的启发，研究团队提出了电磁波传输设计理念，其高效透波性能来源于微米级透波通道、不定形二氧化硅矿物桥和低介电常数聚合物形成的单晶氧化铝。μm片的光轴垂直取向。所以这种结构设计完成了机械性能和透波性能的协同增强。